一种基于5G通信远程遥控的智能机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种基于5G通信远程遥控的智能机器人。

背景技术

机器人是一种能够半自主或全自主工作的智能机器。机器人能够通过编程和自动控制来执行诸如作业或移动等任务，机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器，目前机器人可用于执行危险和复杂的任务，对于执行危险任务时通常使用可移动行驶的机器人配合执行任务的机械手臂完成任务。

现有技术中的可移动机器人在执行任务时通常是通过循迹和自感知障碍物进行避障操作，但是对于执行任务中机器人的行驶平稳度考虑较少，对于复杂地形机器人行驶过程中颠簸和振动较大时会导致机器人侧翻，对于携带流体的机器人会导致流体倾洒，导致执行任务过程效率低甚至无法完成任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于5G通信远程遥控的智能机器人，通过控制模组和5G通信模块对路面的图像、距离和障碍物进行测算，根据行驶速度有序调节对应位置的电动伸缩杆，从而实现机器人平稳行驶，在面对复杂地形时，通过5G通信模块对机器人进行远程遥控和指令优化，从而提升机器人在不同地形上的行驶平稳度，从而解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于5G通信远程遥控的智能机器人，包括底板、顶板、控制模组和5G通信模块，所述底板和顶板之间对称设置有四组导向杆，所述导向杆上滑动配合有安装板，安装板上的四角设置有通孔，所述导向杆与安装板上的通孔滑动配合，所述安装板底部安装有移动组件，所述安装板与顶板之间连接有电动伸缩杆，所述顶板的顶部一侧安装有立板，所述立板与顶板相互垂直，立板安装的方向为前进方向，所述立板上安装有图像传感器和激光位移传感器，所述图像传感器用于采集前进方向上的地面图像信号并将信号数据发送至控制模组，所述激光位移传感器用于采集前进方向上的距离信号和障碍物信号并将信号数据发送至控制模组，所述顶板的底部安装有控制模组和5G通信模块，所述5G通信模块与控制模组连接，5G通信模块用于与控制模组之间传递信号数据，所述顶板的顶部远离立板的一侧安装有增益天线，所述增益天线与5G通信模块连接，增益天线用于放大5G通信模块接收和发送的信号，顶板的顶部安装有安装支座和蓄电池，所述蓄电池用于对电气元件进行供电，安装支座用于安装替换的机械臂。

进一步地，所述底板上安装有第一电机控制模块和第二电机控制模块，所述第一电机控制模块位于底板上靠近立板的一侧，所述第二电机控制模块位于底板上靠近增益天线的一侧，所述第一电机控制模块与靠近立板一侧的一对移动组件连接，所述第二电机控制模块与靠近增益天线一侧的一对移动组件连接，所述第一电机控制模块和第二电机控制模块与控制模组连接，所述第一电机控制模块和第二电机控制模块用于调节移动组件的正反转和转动速度。

进一步地，所述安装板的顶部设置有安装在顶板底部的距离信号传感器，所述距离信号传感器用于采集顶板与安装板之间的距离信号并将信号发送至控制模组，所述电动伸缩杆与安装板的连接处内嵌安装有压力传感器，所述压力传感器用于采集电动伸缩杆与安装板之间的压力信号并将信号数据发送至控制模组。

进一步地，所述移动组件包括编码电机和车轮，所述编码电机固定安装在安装板的底部，安装板的输出端安装有车轮，所述安装板与底板和顶板相互平行，靠近立板一侧的编码电机的控制引脚与第一电机控制模块连接，靠近增益天线一侧的编码电机的控制引脚与第二电机控制模块连接，所述编码电机的电源引脚与蓄电池连接。

进一步地，所述控制模组包括信号处理模块、数据存储模块、信号接收模块、反馈调节模块和信号发射模块，所述信号接收模块用于接收5G通信模块、压力传感器、距离信号传感器、图像传感器和激光位移传感器发送的数据信号并将信号发送至信号处理模块，信号处理模块在对数据信号进行处理后将数据信号存储至数据存储模块内并通过信号处理模块驱动信号发射模块将数据信号发送至终端，信号发射模块通过信号处理模块驱动5G通信模块将数据信号经过增益天线的放大后发送至终端。

进一步地，当信号接收模块接收到5G通信模块发送的远程遥控信号时，遥控信号经过增益天线的放大通过5G通信模块发送至信号接收模块，信号接收模块将遥控信号发送至信号处理模块、信号处理模块在对遥控信号的指令信息处理后对反馈调节模块发送反馈指令，反馈调节模块对第一电机控制模块和第二电机控制模块进行调节，当安装支座上安装有替换的机械臂时，反馈调节模块对机械臂进行反馈调节。

进一步地，当信号接收模块接收到压力传感器、距离信号传感器、图像传感器和激光位移传感器发送的信号时，信号处理模块通过信号发射模块和5G通信模块将压力传感器、距离信号传感器、图像传感器和激光位移传感器发送的信号经过增益天线的放大后发送至终端，图像传感器和激光位移传感器对机器人行驶前方的路面进行图像采集、距离和障碍物信息的采集，当路面凹凸不平时，通过信号处理模块对图像传感器和激光位移传感器发送的数据信号处理后对反馈调节模块发送调整指令，在机器人行驶至凹凸的路面位置时信号接收模块对电动伸缩杆的伸缩长度进行调整。

进一步地，所述压力传感器、距离信号传感器、图像传感器和激光位移传感器发送的信号经过增益天线的放大后发送至终端后存储至终端数据库内数据表内，通过图像传感器和激光位移传感器的数据信息对电动伸缩杆的伸长量进行调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的一种基于5G通信远程遥控的智能机器人，机器人在行驶至坑洼不平的路面时，通过控制模组和5G通信模块对路面的图像、距离和障碍物进行测算，根据行驶速度有序调节对应位置的电动伸缩杆，从而实现机器人平稳行驶，在面对复杂地形时，通过5G通信模块对机器人进行远程遥控和指令优化，从而提升机器人在不同地形上的行驶平稳度。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的控制模组示意图。

图中：1、底板；11、安装板；12、导向杆；13、编码电机；14、车轮；15、电动伸缩杆；16、压力传感器；17、距离信号传感器；18、第一电机控制模块；19、第二电机控制模块；2、顶板；21、安装支座；22、蓄电池；3、立板；31、图像传感器；32、激光位移传感器；4、控制模组；41、信号处理模块；42、数据存储模块；43、信号接收模块；44、反馈调节模块；45、信号发射模块；5、5G通信模块；51、增益天线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，一种基于5G通信远程遥控的智能机器人，包括底板1、顶板2、控制模组4和5G通信模块5，所述底板1和顶板2之间对称设置有四组导向杆12，所述导向杆12上滑动配合有安装板11，安装板11上的四角设置有通孔，所述导向杆12与安装板11上的通孔滑动配合，所述安装板11底部安装有移动组件，所述安装板11与顶板2之间连接有电动伸缩杆15，通过电动伸缩杆15的伸缩可调节移动组件距离顶板2的高度，通过对四组移动组件进行高度调节可在行驶坑洼路面时保持顶板2的水平，从而保证机器人在执行任务时保持底盘稳定，所述顶板2的顶部一侧安装有立板3，所述立板3与顶板2相互垂直，立板3安装的方向为前进方向，所述立板3上安装有图像传感器31和激光位移传感器32，所述图像传感器31用于采集前进方向上的地面图像信号并将信号数据发送至控制模组4，所述激光位移传感器32用于采集前进方向上的距离信号和障碍物信号并将信号数据发送至控制模组4，所述顶板2的底部安装有控制模组4和5G通信模块5，所述5G通信模块5与控制模组4连接，5G通信模块5用于与控制模组4之间传递信号数据，所述顶板2的顶部远离立板3的一侧安装有增益天线51，所述增益天线51与5G通信模块5连接，增益天线51用于放大5G通信模块5接收和发送的信号，顶板2的顶部安装有安装支座21和蓄电池22，所述蓄电池22用于对电气元件进行供电，安装支座21用于安装可替换的机械臂，对于不同的任务可在安装支座21上安装不同型号和款式的机械臂，从而实现执行不同的任务。

所述底板1上安装有第一电机控制模块18和第二电机控制模块19，所述第一电机控制模块18位于底板1上靠近立板3的一侧，所述第二电机控制模块19位于底板1上靠近增益天线51的一侧，所述第一电机控制模块18与靠近立板3一侧的一对移动组件连接，所述第二电机控制模块19与靠近增益天线51一侧的一对移动组件连接，所述第一电机控制模块18和第二电机控制模块19与控制模组4连接，通过控制模组4向第一电机控制模块18和第二电机控制模块19发送信号实现驱动顶板2底部的四组移动组件移动，所述第一电机控制模块18和第二电机控制模块19用于调节移动组件的正反转和转动速度，通过分别调节四组移动组件的正反转和移动速度可实现直行、加速、减速、后退、左转和右转的操作。

所述安装板11的顶部设置有安装在顶板2底部的距离信号传感器17，所述距离信号传感器17用于采集顶板2与安装板11之间的距离信号并将信号发送至控制模组4，所述电动伸缩杆15与安装板11的连接处内嵌安装有压力传感器16，所述压力传感器16用于采集电动伸缩杆15与安装板11之间的压力信号并将信号数据发送至控制模组4，压力传感器16采集的数据用于训练电动伸缩杆15的伸长量使用，通过压力是否变化检测伸长量是否合适来检测底盘抖动。

所述移动组件包括编码电机13和车轮14，所述编码电机13固定安装在安装板11的底部，安装板11的输出端安装有车轮14，所述安装板11与底板1和顶板2相互平行，从而保证在行驶时底板1和顶板2保持稳定，靠近立板3一侧的编码电机13的控制引脚与第一电机控制模块18连接，靠近增益天线51一侧的编码电机13的控制引脚与第二电机控制模块19连接，所述编码电机13的电源引脚与蓄电池22连接，通过控制模组4向第一电机控制模块18和第二电机控制模块19发送指令信号从而实现对编码电机13进行调速和正反转的操作。

所述控制模组4包括信号处理模块41、数据存储模块42、信号接收模块43、反馈调节模块44和信号发射模块45，所述信号接收模块43用于接收5G通信模块5、压力传感器16、距离信号传感器17、图像传感器31和激光位移传感器32发送的数据信号并将信号发送至信号处理模块41，信号处理模块41在对数据信号进行处理后将数据信号存储至数据存储模块42内并通过信号处理模块41驱动信号发射模块45将数据信号发送至终端，信号发射模块45通过信号处理模块41驱动5G通信模块5将数据信号经过增益天线51的放大后发送至终端。

当信号接收模块43接收到5G通信模块5发送的远程遥控信号时，遥控信号经过增益天线51的放大通过5G通信模块5发送至信号接收模块43，信号接收模块43将遥控信号发送至信号处理模块41、信号处理模块41在对遥控信号的指令信息处理后对反馈调节模块44发送反馈指令，反馈调节模块44对第一电机控制模块18和第二电机控制模块19进行调节，从而实现远程遥控直行、加速、减速、后退、左转和右转的操作，当安装支座21上安装有可替换的机械臂时，通过反馈调节模块44对机械臂进行反馈调节，实现执行任务的操作。

当信号接收模块43接收到压力传感器16、距离信号传感器17、图像传感器31和激光位移传感器32发送的信号时，信号处理模块41通过信号发射模块45和5G通信模块5将压力传感器16、距离信号传感器17、图像传感器31和激光位移传感器32发送的信号经过增益天线51的放大后发送至终端，机器人处于智能识别行驶状态，图像传感器31和激光位移传感器32对机器人行驶前方的路面进行图像采集、距离和障碍物信息的采集，当路面凹凸不平时，通过信号处理模块41对图像传感器31和激光位移传感器32发送的数据信号处理后对反馈调节模块44发送调整指令，在机器人行驶至凹凸的路面位置时信号接收模块43对电动伸缩杆15的伸缩长度进行调整，从而保证机器人行驶过程保持平稳。

所述压力传感器16、距离信号传感器17、图像传感器31和激光位移传感器32发送的信号经过增益天线51的放大后发送至终端后存储至终端数据库内数据表内，通过图像传感器31和激光位移传感器32的数据信息对电动伸缩杆15的伸长量进行调节，通过压力传感器16的压力信号波动幅度对电动伸缩杆15的伸长量进行±5％的调节，如此循环对机器人的电动伸缩杆15伸长量进行优化，优化后的伸长量通过5G通信模块5存储至信号处理模块41内进行更新，从而使得机器人行驶过程愈加平稳。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。